Mönig és Chapman az aminosavak dekarboxileződési reakcióit γ-radiolízissel vizsgálták [138]. Megállapították, hogy az aktív részecskék hatására lejátszódó folyamatok nagymérték-ben függnek az oldat pH-jától, adott pH esetén pedig a molekulában található funkciós cso-portok minőségétől és helyzetétől. A hidratált elektronok és a hidroxilgyökök egymással ver-sengő reakciókat indíthatnak el, amelyek során ammónia és szén-dioxid keletkezik, vagy hid-rogénatom kihasadása következik be a szénláncról. Nikogosyan és Görner alifás aminosavak semleges (pH=6-7) vizes oldatában tanulmányozták a vegyületek fotokémiai tulajdonságait nanoszekundumos impulzustechnikával (ArF* excimerlézer, λgerj.=193 nm) [139]. Megfigye-lésük szerint a gerjesztett állapotú molekulából szén-dioxid vagy hidratált elektron léphet ki.
Az elektronkilépéssel keletkezett gyökkation deprotonálódhat vagy reagálhat egy vízmoleku-lával. Feltételezésük alapján az aminosavból képződő gyök és a molekuláris oxigén reakciója vezet el a szubsztrát lebomlásához.
A vegyületcsalád fotooxidációját heterogén közegben csak az elmúlt évtizedekben kezd-ték el vizsgálni [140-143]. Hidaka és munkatársai számos α-aminosav fotodegradációját ta-nulmányozták gerjesztett Degussa P25 TiO2 felületén, sugárforrásként 310-400 nm között emittáló 75 W-os Hg-lámpát alkalmaztak [140]. Az átalakulást a képződő NH4+
, NO3-
és CO2
mennyiségének mérésével követték nyomon. Megállapították, hogy a vizsgált pH-tartományban (pH=6-7) a bomlási folyamatok a semleges aminosavak ikerionos formáin ke-resztül játszódnak le. Hasonló reakciókat feltételeztek, mint amelyeket Mönig és Chapman az α-aminosavak γ-radiolízise során [138]. A felületen adszorbeálódott reaktáns és a fotogenerált
jában képződő hidroxilgyök az ikerionos formát az alifás oldalláncon támadja meg, ekkor csak csekély mennyiségű szén-dioxid fejlődik. Lúgos tartományban, ahol az aminosav protonálatlan formája a domináns részecske, a hidroxilgyök az α-helyzetű szénatomon vagy a protonálatlan aminocsoport nitrogénjének nemkötő elektronpárján támad. Ez utóbbi reakció-ban szén-dioxid képződik [140].
Horikoshi és munkatársai az L-szerin, az L-alanin és az L-fenilalanin fotooxidációját vizsgálták TiO2 katalizátor jelenlétében [143]. A szerzők munkájukban elméleti számítások-kal meghatározták a vegyületek atomjaihoz tartozó elektronsűrűséget: a szerin molekulájában a karboxilcsoport szénatomján és az aminocsoport nitrogénjén a legnagyobb, a fenilalaninban a fenilcsoporton megnő, míg a karboxilcsoporton és a nitrogénatomon lecsökken. Valószínű-sítették, hogy az L-szerin és az L-alanin a karboxilcsoport oxigénatomján, míg az aromás ve-gyület a fenilcsoporton keresztül adszorbeálódik. Közel semleges pH-jú reakcióelegyekben nyomon követték a bomlást, a szén-dioxid, az ammóniumion és a nitrátion keletkezését. A szerin fotomineralizációjakor a szén-dioxid és az ammóniumion képződési sebessége mérési hibán belül azonos, míg a fenilalanin fotodegradációjakor kétszer akkora az ammóniumion képződési sebessége, mint a szén-dioxidé. A szerint tartalmazó szuszpenziókban azonnali dekarboxileződés történik, a fenilalanin fotokatalízisekor a hidroxilgyök az aromás gyűrűn támad, CO2 csak több lépésben keletkezik.
Elsellami és munkatársai az aromás gyűrűt tartalmazó aminosavak közül az L-triptofán [144] és az L-fenilalanin [145] fotokémiai bonthatóságát vizsgálták. A fenilalanin mineralizá-ciójakor a szerzők a pH, a kezdeti reaktáns-koncentráció és a fényintenzitás hatását tanulmá-nyozták. A képződő köztitermékeket HPLC-MS vizsgálatokkal azonosították. Megállapítot-ták, hogy savas tartományban az L-fenilalanin adszorpciója kedvezményezett, ugyanakkor a bomlás sebessége kisebb, mint a lúgos tartományban [145].
3.5.1. A vizsgált aminosavak rövid jellemzése
Aszparaginsav: Savas (anionos) csoportot tartalmazó oldalláncú vegyület, nagy mennyi-ségben fordul elő a növényi és állati fehérjékben. A glutaminsavval együtt a gerincesek köz-ponti idegrendszerében neurotranszmitterként működik. Fontos szerepe van a közköz-ponti ideg-rendszer védelmében, segíti a hangulatingadozások elkerülését, mind az extrém idegesség, mind az extrém nyugalom kialakulását megelőzi. Az urea ciklus központi vegyülete, méregte-lenítő hatású, részt vesz az ammónia eltávolításában [146].
Cisztein: Hidrofil tulajdonságú, potenciális mérgező anyag. A szervezetbe kerülve az emésztőrendszerben cisztinné alakul, amely sokkal stabilabb vegyület. A véráramban cisztin formájában halad, a sejtbe történő bejutás előtt alakul vissza. Reaktív tiolcsoportja miatt eré-lyes antioxidáns, számos fehérje kulcsfontosságú tulajdonságát határozza meg. Védi az agyat és a májat a káros anyagok (alkohol, drog, cigeretta) okozta károsodástól, csökkenti az ízületi fájdalmakat és a gyulladásokat. Bevitele nélkülözhetetlen újszülötteknél, időseknél vagy egyes metabolikus rendellenességekben szenvedő emberek esetében. Széles körben alkalmaz-zák az élelmiszer- és a gyógyszeriparban [146].
Fenilalanin: Esszenciális aminosav, az emberi szervezet nem képes előállítani, de számá-ra nélkülözhetetlen: csökkenti az étvágyat, a stresszt és a depressziót, javítja a kedélyállapotot, a vitalitást és a memóriát. A csak szintetikus úton előállítható D-fenilalanin hatásos fájdalom-csillapító, gátolja a test saját fájdalomcsillapítóit lebontó enzimek működését. Az orvos-diagnosztikából ismert, hogy az L-fenilalaninból a biokémiai reakciókban előbb tirozin, majd a tirozinból dopa keletkezik. Csupán egy, illetve két hidroxilcsoporttal különböznek a kiindu-lási vegyülettől, azonban fizikai és kémiai tulajdonságaik jelentősen eltérnek. A 4-hidroxi-fenilalanin (L-tirozin) nélkülözhetetlen a vörösvértestek előállításához, a hormontermelő mi-rigyek (pl. pajzsmirigy) működéséhez. Számos fontos neurotranszmitter prekurzoraként a tirozin agystimuláló, fokozza a mentális teljesítőképességet, így segítve a koncentrációt és az éberséget, valamint csökkenti a stressz- és a fáradtságérzetet. Jelenleg is folyó kutatásokban vizsgálják, hogy az összpontosítást javító hatása az Alzheimer- és Demenc-kórban szenvedők kezelésére alkalmazható-e [147]. A 3,4-dihidroxi-fenilalanin (L-dopa) a májban képződik, az agyban dopaminná alakul. Elengedhetetlen az egyes izomcsoportok elkülönült mozgásához, a Parkinson-kór egyik legismertebb gyógyszere. Enyhíti a kórral összefüggő tüneteket, pl. a remegést, a merevséget, illetve a lassú mozgást [146].
Szerin: A természetben csak az L-térizomer fordul elő. Számos fehérje felépítésében részt vesz. Nem esszenciális aminosav, az emberi szervezetben szintetizálódni képes más metabolitokból, pl. glicin. Fontos szerepet játszik az anyagcserében, részt vesz a purinok és a primidinek bioszintézisében. Számos aminosav prekurzora, pl. cisztein, triptofán. Nagy kon-centrációban található a sejtmembránban, segíti az immunoglobulinok és az antitestek terme-lődését, így az egészséges immunrendszer szempontjából is fontos szerepet tölt be. A gyógy-szeriparban zsírégető hatású készítményekben alkalmazzák, illetve természetes nedvesítő anyagként kozmetikumokban is felhasználják [146].